전기차 kW, kWh, 토크, 마력 의미 알아보기

전기차 테슬라

 

전기차 매뉴얼에 자주 등장하는 kW, kWh, 마력(PS), 토크는 그 차의 성능을 나타내는 지표이다. kW와 마력(PS)은 출력(힘)을, kWh은 배터리 용량(에너지)을, 토크(N·m)는 순간적인 힘(회전력)을 나타내는 단위이다. 토크에 회전수를 곱하면 마력이 되고, 1kW=1.36마력(PS), 1마력(PS)=0.735kW로 환산할 수 있다. 각각의 개념에 대해 자세히 살펴보자.

 

 

전기차 kW, kWh 

kW와 kWh는 완전히 다른 단위로, kW는 출력(힘), kWh는 배터리 용량(에너지)이다. 각각 자세히 살펴보면, 우선 kW(킬로와트)는 출력을 나타내는 단위로, 전기차의 모터가 어느 정도의 힘을 낼 수 있는지를 나타내는 중요한 지표가 된다. kW를 우리나라에서 흔히 사용하는 독일식 마력으로 환산하고자 할 때는 1.36을 곱해주면 된다. 즉, 1kW=1.36마력(PS)이다. 다음으로 전력량을 나타내는 kWh(킬로와트아워)는 자동차뿐만 아니라 일상생활(관리비 내역)에서도 자주 봤을 단위일 것이다. kWh는 배터리의 총전력량(용량)을 나타내는 단위로, 1kWh는 1kW의 전력을 1시간 동안 사용할 때의 전력량이다. 즉, 배터리의 총전력량이 80kWh라면 모터 출력 80kW의 상태를 1시간 동안 쉬지 않고 사용하면 배터리 잔량이 0이 된다는 뜻이다(실제로는 있을 수 없는 일). 단위의 구성요소 하나하나를 살펴보면, 제일 앞에 오는 'k(킬로)'는 1,000의 단위를 나타내는 것으로 1kWh=1,000Wh, 1kW=1,000W라고 보면 된다. 다음으로 'W(와트)'는 전력을 나타내는 단위로, 1W=1A(전류)×1V(전압)이다.  즉, 전력은 전기의 크기라고 보면 된다. 마지막으로 'h(아워)'는 1시간을 의미한다. 모두 종합해서 1kWh는 1kW(1,000W)의 전력을 1시간 동안 움직일 수 있는 전력량인 것이다. 일반 가정에서 사용하는 하루 전력량은 8~20kWh, 한 달에는 200~300kWh가 된다. EV6의 배터리 용량이 77.4kWh이기 때문에 일반 가정에서 4일에서 10일 정도 사용하는 전기를 공급할 수 있는 것이다. 

 

 

전기차 마력(Pferde stärke)

마력은 물체를 움직이는 힘으로, 일정 시간에 어느 정도의 힘으로 어느 정도의 거리를 이동시켰는지에 따라 결정된다. 앞에서 1kW=1.36마력(PS)이라고 했다. 여기서 마력(PS)은 일본이나 독일에서 사용하는 단위로, 말의 힘을 뜻하는 Pferde stärke의 약자이다. 반면 영어권 국가에서는 HP(Horse Power) 단위를 사용하며, 1kW=1.34마력(HP)이 된다. 이렇듯 PS, HP는 둘 다 출력의 단위이지만, 현재 국제적으로는 정해진 국제단위는 kW이다. 여기서는 우리나라에서 흔히 사용하는 PS 단위 기준으로 설명하겠다. 마력은 말의 힘으로, 100마력은 100마리 말이 끄는 힘이라고 이해하면 된다. 이러한 마력은 토크(N·m) × 회전수(rpm)로 계산한다. EV6 롱레인지 4WD 모델의 경우 239kW의 출력을 가지고 있는데, 이를 마력으로 환산하면 325마력(PS)이 된다. 작년 말 출시된 EV6 GT 모델의 출력은 무려 430kW로, 마찬가지로 마력으로 환산하면 585마력(PS)이 된다. 포르쉐 카이엔 터보의 마력이 558인 것을 비교해 보면 우수한 성능의 내연기관차와 비슷한 수준까지 힘을 발휘할 수 있다는 뜻이다. 그밖에 전기차 모델 중 테슬라 모델3 롱레인지 모델은 476PS, 아이오닉6 롱레인지 AWD 모델은 325PS이다. 

 

 

전기차 토크(torque)

마력이 지속적인 힘이라면 토크는 순간적인 힘이라고 할 수 있다. 토크는 차의 타이어를 돌리는 힘인 '회전력'을 뜻하는데, N·m 또는 kgf·m 단위를 사용한다. 토크가 크면 효율적이고 운전 시 에너지를 절약할 수 있다. 전기차의 모터는 저회전만으로도 최대 토크가 나온다. 즉, 회전을 시작할 때 가장 큰 토크를 내는 것이다. 그러나 회전수가 증가하면 이와 비례하여 유도전압이 커진다. 모터가 회전을 유지하기 위해 필요한 부하가 커지고, 회전수가 올라갈수록 토크 자체는 감소한다. 그래서 최대 회전수는 발생한 토크와 부하(유도전압)가 밸런스를 맞추는 지점이 된다. 그 이상은 부하가 너무 커서 실용적이지 않다. 쉽게 설명하자면, 단거리 주행에서 빨리 달릴수록 출력이 높은 것이고, 무거운 물건을 가지고 달릴 수 있을수록 토크가 큰 것이다. 그래서 스포츠카는 출력이 높고, 트럭은 출력이 낮으나 토크가 큰 것이다. 스포츠카가 트럭처럼 무거운 무게의 짐을 쌓는다면 토크가 부족해져 출발할 때 힘들 것이다. 그러나 트럭을 스포츠카 수준으로 가볍게 만들어도 출력이 낮기 때문에 스포츠카의 최고 속도에 도달할 수 없다.  EV6 롱레인지 4WD 모델의 경우 최대 토크는 605N·m이고, GT 모델의 경우 최대 토크는 740N·m이다. 그밖에 테슬라 모델3 롱레인지 모델은 575N·m, 아이오닉6 롱레인지 AWD 모델은 605N·m이다.